ワーク接触点補正システムおよび旋盤
【課題】簡単かつ高精度に、ワークの被接触面に対するワーク接触部材の接触点の位置を補正できるワーク接触点補正システムおよび旋盤を提供することを課題とする。
【解決手段】ワーク接触点補正システム２は、ワークＷの被接触面Ｗ１の形状に沿って、該被接触面Ｗ１に対する接触点が変化するワーク接触部材２１と、ワーク接触部材２１を撮像する撮像装置２４と、撮像装置２４が撮像した画像からワーク接触部材２１の外形線に関する実測データＲ１を取得し、実測データＲ１を基に接触点の位置を補正する演算部２２０ａを有する制御装置２２と、を備えることを特徴とする。
【解決手段】ワーク接触点補正システム２は、ワークＷの被接触面Ｗ１の形状に沿って、該被接触面Ｗ１に対する接触点が変化するワーク接触部材２１と、ワーク接触部材２１を撮像する撮像装置２４と、撮像装置２４が撮像した画像からワーク接触部材２１の外形線に関する実測データＲ１を取得し、実測データＲ１を基に接触点の位置を補正する演算部２２０ａを有する制御装置２２と、を備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに対するチップの切削点などの接触点を補正するワーク接触点補正システムおよび旋盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、カメラにより、ワーク切削用のチップを撮像する旋盤が開示されている。同文献記載の旋盤によると、カメラの画像から、チップの形状を認識することができる。このため、チップの種類を識別することができる。また、チップの破損を知ることができる。また、チップの摩耗量を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２５３９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ワークの被切削面の形状によっては、ワークに対するチップの切削点の位置が、変化する場合がある。すなわち、複数の切削点が存在する場合がある。図２３（ａ）に、切削加工の模式図を示す。図２３（ｂ）に、チップの模式図を示す。図２３（ａ）に示すワーク１００は、ベアリングの内輪である。ワーク１００の外周面には、凹曲面状の被切削面１００ａが設定されている。一方、チップ１０１は、円形状を呈している。ワーク１００は、水平面内において、自身の軸周りに回転している。図２３（ａ）に矢印で示すように、チップ１０１は、被切削面１００ａをなぞるように、部分円弧状の軌道Ｌ１００で移動する。当該移動により、被切削面１００ａに切削加工が施される。
【０００５】
図２３（ｂ）に示すように、チップ１０１に、最上部を中心角θ＝０°として、反時計回りに大きくなる中心角θを設定する。図２３（ａ）に示すように、チップ１０１が移動するのに従って、切削点は、θ＝０°位置から、θ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝９０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置、θ＝１８０°位置の順に変化する。なお、特許文献１には、このような切削点の変化に関する記載はない。
【０００６】
ここで、チップ１０１の軌道Ｌ１００は、チップ１０１の形状を基に、設定されている。また、チップ１０１の形状は、ＪＩＳ規格などの工業規格により規定されている。また、チップ１０１の内接円Ｌ１０１の直径Ｄ１などの各種寸法については、工業規格により等級が設定されている。また、等級ごとに、寸法に対する公差が設定されている。例えば、ＪＩＳ Ｂ ４１２０（１９９８年）には、等級が並級Ｍのチップ１０１の直径Ｄ１について、±０．１３ｍｍの公差が設定されている。また、等級が研磨級Ｇのチップ１０１の直径Ｄ１について、±０．０２５ｍｍの公差が設定されている。このことは、市販のチップ１０１には、公差以下の寸法精度を望むことができないことを意味する。
【０００７】
このため、予め設定されている軌道Ｌ１００を遵守して、高い寸法精度を要求される被切削面１００ａ（ベアリングの軌道面）に切削加工を施すと、チップ１０１の形状、並びに切削点の位置（θ＝０°〜１８０°）によっては、チップ１０１が被切削面１００ａに接触しない場合がある。あるいは、チップ１０１が被切削面１００ａを深く彫りすぎる場合がある。このため、ワーク１００の加工精度が低下してしまう。
【０００８】
そこで、図２３（ｂ）に示すように、作業者がチップ１０１の複数箇所の直径Ｄ１〜Ｄ４を測定し、得られた直径Ｄ１〜Ｄ４の平均値を実測データとし、当該実測データと設定データとの差分を基に、チップ１０１の軌道Ｌ１００を補正することが考えられる。こうすると、チップ１０１と被切削面１００ａとの接触状態が適切になる。しかしながら、この作業は非常に煩雑である。このため、実用性が低い。また、作業者のスキルにより補正の精度がばらつきやすい。
【０００９】
また、一般的に、チップ１０１は、バイトの基準部に対して、単一のボルトにより、脱着可能に取り付けられている。このため、チップ１０１を交換する際や、チップ１０１摩耗時に取付角度を回転させる際、取付精度を再現することが困難である。
【００１０】
また、図２３（ａ）、図２３（ｂ）に示すように、チップ１０１が移動するのに従って、切削点は、θ＝０°位置から、θ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝９０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置、θ＝１８０°位置の順に変化する。つまり、チップ１０１は、ワーク１００の被切削面の形状に倣って接触する。ここで、各切削点における切削抵抗は、均一になりにくい。このため、各切削点における摩耗状態は均一になりにくい。したがって、数回切削加工を行った後、チップ１０１の各切削点の形状を測定し、その結果に応じてチップ１０１の移動軌跡（加工プログラム等）の補正（見直し）を行うことで、より高精度な切削加工を補償できるものと考えられる。また、この作業を頻繁に行うことで、更に緻密な加工精度の補償という効果が見込めるものと考えられる。
【００１１】
本発明のワーク接触点補正システムおよび旋盤は、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、簡単かつ高精度に、ワークの被接触面に対するワーク接触部材の接触点の位置を補正できるワーク接触点補正システムおよび旋盤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）上記課題を解決するため、本発明のワーク接触点補正システムは、ワークの被接触面の形状に沿って、該被接触面に対する接触点が変化するワーク接触部材と、該ワーク接触部材を撮像する撮像装置と、該撮像装置が撮像した画像から該ワーク接触部材の外形線に関する実測データを取得し、該実測データを基に該接触点の位置を補正する演算部を有する制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明のワーク接触点補正システムによると、ワーク接触部材の画像から得られる実測データを基に、被接触面に対する接触点の位置を補正することができる。補正作業は、制御装置が自動的に実行する。このため、簡単である。また、補正の精度が作業者のスキルに依存しない。したがって、簡単かつ高精度に、被接触面に対する接触点の位置を補正することができる。
【００１４】
（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記制御装置は、前記ワーク接触部材の外形線に関する設定データを格納する記憶部を有し、前記演算部は、該設定データと前記実測データとを比較して補正値を算出し、該補正値を基に前記接触点の位置を補正する構成とする方がよい。
【００１５】
記憶部には、設定データが格納されている。設定データは、例えば、ＪＩＳ規格などの工業規格を基に設定されている。演算部は、設定データと実測データとを比較して補正値を算出する。そして、補正値を基に、接触点の位置を補正する。本構成によると、基準となる設定データと、実測データと、を比較することにより、補正値を設定することができる。このため、補正値の設定が簡単になる。
【００１６】
（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記被接触面に沿って前記接触点が変化するように、前記ワーク接触部材を駆動するスライド部を備え、前記演算部は、該スライド部の軌道を補正する構成とする方がよい。本構成によると、スライド部の軌道を補正することにより、接触点の位置を補正することができる。
【００１７】
（４）好ましくは、上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、前記ワーク接触部材は、前記ワークに切削加工を施すチップおよび該ワークの前記被接触面の状態を測定するワークプローブのうち、少なくとも一方である構成とする方がよい。ワーク接触部材がチップの場合、接触点は切削点になる。この場合は、ワークの加工精度を向上させることができる。また、ワーク接触部材がワークプローブの場合は、被接触面の検査精度を向上させることができる。
【００１８】
（５）上記課題を解決するため、本発明の旋盤は、上記（４）の構成を備えることを特徴とする。本発明の旋盤によると、ワーク接触部材の画像から得られる実測データを基に、被接触面に対する接触点の位置を補正することができる。補正作業は、制御装置が自動的に実行する。このため、簡単である。また、補正の精度が作業者のスキルに依存しない。したがって、簡単かつ高精度に、被接触面に対する接触点の位置を補正することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、簡単かつ高精度に、ワークの被接触面に対するワーク接触部材の接触点の位置を補正できるワーク接触点補正システムおよび旋盤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第一実施形態の旋盤の斜視図である。
【図２】同旋盤の前面図である。
【図３】同旋盤のブロック図である。
【図４】ワーク接触点補正方法のフローチャートである。
【図５】同旋盤の、ワーク接触点補正方法のステップ１における前面図である。
【図６】同旋盤の、ワーク接触点補正方法のステップ３における前面図である。
【図７】図６の円ＶＩＩ内の拡大図である。
【図８】ワーク接触点補正方法のステップ４により撮像されたチップの画像である。
【図９】ワーク接触点補正方法のステップ６におけるＸ軸方向スキャンの模式図である。
【図１０】同ステップ６で実行されるＺ軸方向スキャンの模式図である。
【図１１】同ステップ６で実行されるテンプレート作成の模式図である。
【図１２】同ステップ６で作成されたテンプレートの模式図である。
【図１３】ワーク接触点補正方法のステップ７で実行されるパターンマッチング前半の模式図である。
【図１４】同ステップ７で実行されるパターンマッチング後半の模式図である。
【図１５】テンプレートのシークライン上の位置と輝度との関係を示す模式図である。
【図１６】同ステップ７で実行されるシークライン作成の模式図である。
【図１７】図１６の枠ＸＶＩＩ内の拡大図である。
【図１８】ワーク接触点補正方法のステップ８で実行されるシークライン作成前半の模式図である。
【図１９】同ステップ８で実行されるシークライン作成後半の模式図である。
【図２０】同旋盤の、ワーク接触点補正方法のステップ１１における前面図である。
【図２１】第二実施形態の旋盤のワーク接触点補正システムのＺ軸スライド下端付近の拡大図である。
【図２２】（ａ）は、第三実施形態の旋盤のチップ付近の拡大図である。（ｂ）は、図２２（ａ）の円ＸＸＩＩｂ内の拡大図である。（ｃ）は、摩耗したチップの先端付近の拡大図である。
【図２３】（ａ）は、切削加工の模式図である。（ｂ）は、チップの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の旋盤の実施の形態について説明する。なお、以下の説明は、本発明のワーク接触点補正システムの実施の形態に関する説明を兼ねるものである。
【００２２】
＜第一実施形態＞
まず、本実施形態の旋盤の構成について説明する。図１に、本実施形態の旋盤の斜視図を示す。図２に、同旋盤の前面図を示す。図３に、同旋盤のブロック図を示す。図１〜図３に示すように、本実施形態の旋盤１は、主軸４１が上下方向に延在するいわゆる立型旋盤である。本実施形態の旋盤１は、ワーク接触点補正システム２と、チャック装置３と、テーブル４と、ベッド５と、コラム７と、バイト交換台８と、を備えている。
【００２３】
［チャック装置３、テーブル４、ベッド５、コラム７、バイト交換台８］
テーブル４は、テーブル本体４０と、主軸４１と、を備えている。主軸４１は、ベッド５に収容されている。主軸４１の上端は、ベッド５の前部上面から突出している。テーブル本体４０は、主軸４１の上端に固定されている。
【００２４】
チャック装置３は、テーブル本体４０の上面に固定されている。チャック装置３は、ワークＷを固定、解除可能である。ワークＷ、チャック装置３、テーブル４は、主軸モータ４２から主軸４１に伝達される駆動力により、水平面内における軸周りに回転可能である。
【００２５】
ワークＷは、軸受の内輪であり、円筒状を呈している。ワークＷの外周面には、旋盤１によって切削加工される、凹曲面状の被切削面Ｗ１が配置されている。被切削面Ｗ１は、本発明の「被接触面」の概念に含まれる。被切削面Ｗ１は、ベアリングボールが転動する、軌道面である。
【００２６】
コラム７は、ベッド５の後部の前上部に配置されている。コラム７は、ボールねじ部７１と、Ｘ軸モータ７２と、を備えている。ボールねじ部７１は、左右方向に延在している。Ｘ軸モータ７２の駆動軸は、ボールねじ部７１のシャフト部に連結されている。バイト交換台８は、ベッド５の右面に取り付けられている。バイト交換台８は、複数のバイト２８を保持することができる。
【００２７】
［ワーク接触点補正システム２］
ワーク接触点補正システム２は、工具台２０と、チップ２１と、バイト２８と、制御装置２２と、スライド部２３と、撮像装置２４と、照明部２５と、を備えている。
【００２８】
（スライド部２３）
スライド部２３は、Ｘ軸スライド部２３０と、Ｚ軸スライド部２３１と、ボールねじ部２３２と、Ｚ軸モータ２３３と、を備えている。
【００２９】
Ｘ軸スライド部２３０は、Ｘ軸下スライド２３０ａと、Ｘ軸スライド２３０ｂと、を備えている。Ｘ軸下スライド２３０ａは、コラム７の前方に固定されている。Ｘ軸下スライド２３０ａは、左右方向（Ｘ軸方向に対応）に延在している。Ｘ軸スライド２３０ｂは、Ｘ軸下スライド２３０ａに係合している。Ｘ軸スライド２３０ｂは、Ｘ軸下スライド２３０ａに対して、左右方向に移動可能である。Ｘ軸スライド２３０ｂには、ボールねじ部７１のナット部が取り付けられている。Ｘ軸モータ７２の駆動力は、ボールねじ部７１のシャフト部およびナット部を介して、Ｘ軸スライド２３０ｂに伝達される。すなわち、Ｘ軸スライド２３０ｂは、Ｘ軸モータ７２の駆動力により、左右方向に移動可能である。
【００３０】
Ｚ軸スライド部２３１は、Ｚ軸下スライド２３１ａと、Ｚ軸スライド２３１ｂと、を備えている。Ｚ軸下スライド２３１ａは、上下方向（Ｚ軸方向に対応）に延在している。Ｚ軸下スライド２３１ａは、Ｘ軸スライド２３０ｂの前方に配置されている。Ｚ軸スライド２３１ｂは、Ｚ軸下スライド２３１ａに係合している。Ｚ軸スライド２３１ｂは、Ｚ軸下スライド２３１ａに対して、上下方向に移動可能である。
【００３１】
ボールねじ部２３２は、上下方向に延在している。Ｚ軸モータ２３３は、Ｚ軸下スライド２３１ａの上端に配置されている。Ｚ軸モータ２３３の駆動軸は、ボールねじ部２３２のシャフト部に連結されている。一方、ボールねじ部２３２のナット部は、Ｚ軸スライド２３１ｂに取り付けられている。Ｚ軸モータ２３３の駆動力は、ボールねじ部２３２のシャフト部およびナット部を介して、Ｚ軸スライド２３１ｂに伝達される。すなわち、Ｚ軸スライド２３１ｂは、Ｚ軸モータ２３３の駆動力により、上下方向に移動可能である。
【００３２】
（工具台２０、チップ２１、バイト２８）
工具台２０は、Ｚ軸スライド２３１ｂの下端に配置されている。バイト２８は、工具台２０に、交換可能に取り付けられている。チップ２１は、円形状を呈している。チップ２１は、バイト２８の先端に取り付けられている。チップ２１により、ワークＷに切削加工が施される。工具台２０、チップ２１、バイト２８は、Ｘ軸スライド部２３０およびＺ軸スライド部２３１により、上下左右方向に駆動される。
【００３３】
（撮像装置２４、照明部２５）
撮像装置２４は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサカメラである。撮像装置２４は、ベッド５の左面に取り付けられている。撮像装置２４は、チップ２１を撮像可能である。
【００３４】
図３に示すように、照明部２５は、撮像装置２４に前後方向に対向して配置されている。チップ２１を撮像する場合は、チップ２１の正面側に撮像装置２４が、背面側に照明部２５が、各々配置される。
【００３５】
（制御装置２２）
図３に示すように、制御装置２２は、コンピューター２２０と、入出力インターフェイス２２１と、モータ駆動回路と、照明部駆動回路と、を備えている。コンピューター２２０は、演算部２２０ａと、記憶部２２０ｂと、を備えている。モータ駆動回路は、Ｘ軸モータ７２、Ｚ軸モータ２３３、主軸モータ４２に、電気的に接続されている。照明部駆動回路は、照明部２５に電気的に接続されている。入出力インターフェイス２２１には、撮像装置２４から、画像データが伝送される。
【００３６】
［ワーク接触点補正方法］
次に、本実施形態の旋盤により行われるワーク接触点補正方法について説明する。ワークＷの被切削面Ｗ１は、径方向内側に凹む凹曲面状を呈している。このため、前出の図２３（ａ）、図２３（ｂ）に示すように、被切削面１００ａ（本実施形態の被切削面Ｗ１に相当）の形状に沿って、チップ１０１（本実施形態のチップ２１に相当）の切削点（本発明の「接触点」の概念に含まれる。）が変化する。
【００３７】
そこで、本実施形態においては、チップ２１の交換後であってワークＷの加工前に、ワーク接触点補正方法を実行する。具体的には、ワークＷ加工時の使用角度（例えば、図２３（ｂ）に示すθ＝０°位置、θ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝９０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置、θ＝１８０°位置）ごとに、補正値を算出する。そして、ワークＷ加工時に、チップ２１の切削点を、適切に被切削面Ｗ１に接触させる。
【００３８】
図４に、ワーク接触点補正方法のフローチャートを示す。ワーク接触点補正方法は、チップ２１の画像を取得する画像取得ステップ（Ｓ１〜Ｓ４）と、チップ２１の補正値算出用のテンプレートを作成するテンプレート作成ステップ（Ｓ５、Ｓ６）と、使用角度に対応した切削点の座標を取得する切削点座標取得ステップ（Ｓ７〜Ｓ９）と、使用角度に対応した補正値を算出する補正値算出ステップ（Ｓ１０）と、を有している。なお、テンプレート作成ステップは、既に同種のチップ２１に対するテンプレートが作成済みの場合は、実行しなくてもよい。
【００３９】
（ステップ１）
ステップ１においては、ワーク接触点補正方法を開始する（Ｓ１）。図５に、本実施形態の旋盤の、ワーク接触点補正方法のステップ１における前面図を示す。図５に示すように、本ステップにおいては、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが、Ｘ軸スライド部２３０、Ｚ軸スライド部２３１を駆動し、工具台２０にバイト２８を装着する。
【００４０】
（ステップ２）
図４に示すように、ステップ２においては、初期設定を行う（Ｓ２）。すなわち、装着したバイト２８のチップ２１の刃先半径の設定値Ｒ０を、図３に示すコンピューター２２０に入力する。また、当該チップ２１の測定角度（ワークＷ加工時におけるチップ２１の使用角度）を、図３に示すコンピューター２２０に入力する。設定値Ｒ０、測定角度は、コンピューター２２０の記憶部２２０ｂに格納される。なお、設定値Ｒ０は、本発明の「設定データ」の概念に含まれる。
【００４１】
（ステップ３）
図４に示すように、ステップ３においては、チップ２１を移動させる（Ｓ３）。図６に、本実施形態の旋盤の、ワーク接触点補正方法のステップ３における前面図を示す。図７に、図６の円ＶＩＩ内の拡大図を示す。
【００４２】
図６、図７に示すように、本ステップにおいては、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが、Ｘ軸スライド部２３０、Ｚ軸スライド部２３１を駆動し、工具台２０を移動させる。そして、撮像装置２４の撮像エリアに、チップ２１を配置する。
【００４３】
（ステップ４）
図４に示すように、ステップ４においては、まず、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが、照明部２５を駆動する。そして、チップ２１に、背面側から照明光を照射する。次に、演算部２２０ａが、撮像装置２４を用いて、チップ２１を撮像する。図８に、ワーク接触点補正方法のステップ４により撮像されたチップの画像を示す。図８に示すチップ２１の画像は、図３に示すコンピューター２２０の記憶部２２０ｂに取り込まれる（Ｓ４）。
【００４４】
（ステップ５）
図４に示すように、ステップ５においては、画像からチップ２１の補正値を算出するためのテンプレートＡの作成の有無を、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが確認する（Ｓ５）。テンプレートＡ作成済みの場合は、ステップ６をスキップして、ステップ７に進む。テンプレートＡ未作成の場合は、ステップ６に進む。
【００４５】
（ステップ６）
ステップ６においては、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが、画像からテンプレートＡを作成する（Ｓ６）。図９に、ワーク接触点補正方法のステップ６におけるＸ軸方向スキャンの模式図を示す。図１０に、同ステップ６で実行されるＺ軸方向スキャンの模式図を示す。図１１に、同ステップ６で実行されるテンプレート作成の模式図を示す。図１２に、同ステップ６で作成されたテンプレートの模式図を示す。
【００４６】
本ステップにおいては、まず、図９に示すように、画像のチップ２１に対して、Ｘ軸方向からスキャンを行う。そして、チップ２１の外形線の位置を認識する。同様に、図１０に示すように、画像のチップ２１に対して、Ｚ軸方向からスキャンを行う。そして、チップ２１の外形線の位置を認識する。
【００４７】
次に、図１１に示すように、スキャンにより認識されたチップ２１の外形線の位置を基に、外形線に対して、所定角度（図８に示すθ＝０°位置、θ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝９０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置、θ＝１８０°位置、θ＝２１０°位置、θ＝３３０°位置）ごとに、直線状のシークラインａを引く。この際、シークラインａの延在方向を、外形線の接線方向に直交させる。また、シークラインａの中央に、外形線との交差点を設定する。このようにして、図１２に示すように、放射状に配置された合計９本のシークラインａの集合体である、テンプレートＡを作成する。テンプレートＡは、図３に示すコンピューター２２０の記憶部２２０ｂに格納される。なお、一旦作成されたテンプレートＡは、装着されているチップ２１と同種のチップに対して共用化される。
【００４８】
（ステップ７）
図４に示すように、ステップ７においては、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが、基準切削点（具体的には、チップ２１のＺ軸方向先端点、Ｘ軸方向先端点）の座標を取得する（Ｓ７）。
【００４９】
本ステップにおいては、まず、パターンマッチングを実行する。図１３に、ワーク接触点補正方法のステップ７で実行されるパターンマッチング前半の模式図を示す。図１４に、同ステップ７で実行されるパターンマッチング後半の模式図を示す。図１５に、テンプレートのシークライン上の位置と輝度との関係を模式図で示す。
【００５０】
図１３、図１４に示すように、パターンマッチングにおいては、記憶部２２０ｂのテンプレートＡと、画像のチップ２１の外形線と、の位置合わせを行う。具体的には、全てのシークラインａとチップ２１の外形線とが交差するように、チップ２１に対してテンプレートＡを走査させる。また、できるだけ交差点がシークラインａの中央に近づくように、テンプレートＡを走査させる。
【００５１】
交差点の位置の判別は、画像の輝度の変化を基に行われる。すなわち、図１５に示すように、画像中、チップ２１が配置されていない部分は、背面側からの照明光により明るい。このため輝度が高い（白い）。これに対して、画像中、チップ２１が配置されている部分は暗い。このため輝度が低い（黒い）。したがって、シークラインａとチップ２１の外形線との交差点付近においては、輝度が著しく変化する。当該輝度の変化を基に、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａは、交差点の位置を判別する。
【００５２】
このように、パターンマッチングにおいては、全てのシークラインａとチップ２１の外形線とが交差するように、できるだけ交差点がシークラインａの中央に近づくように、テンプレートＡとチップ２１との位置合わせを行う。
【００５３】
次に、図１４に示す交差点ｃ１（図８に示すθ＝９０°位置）を有するシークラインａの付近に、Ｚ軸に対して垂直（＝当該シークラインａに対して平行）に複数のシークラインを作成する。並びに、図１４に示す交差点ｂ１（図８に示すθ＝１８０°位置）を有するシークラインａの付近に、Ｘ軸に対して垂直（＝当該シークラインａに対して平行）に複数のシークラインを作成する。
【００５４】
図１６に、同ステップ７で実行されるシークライン作成の模式図を示す。図１７に、図１６の枠ＸＶＩＩ内の拡大図を示す。図１６、図１７に示すように、シークラインＢは、交差点ｂ１を有するシークラインａ（テンプレートＡのシークラインａ）に対して平行に、作成される。シークラインＢは、当該シークラインａの左右方向両側に、各々５本ずつ作成される。同様に、シークラインＣは、交差点ｃ１を有するシークラインａ（テンプレートＡのシークラインａ）に対して平行に、作成される。シークラインＣは、当該シークラインａの上下方向両側に、各々５本ずつ作成される。
【００５５】
続いて、シークラインａ、Ｂ、Ｃを基に、基準切削点を設定する。Ｚ軸方向の基準切削点の設定は、シークラインａ、Ｂを用いて行う。図１７に示すように、仮に、画像のチップ２１の形状が、設定データどおり（設定値Ｒ０の半径を有する真円状）であれば、本来、Ｚ軸方向の基準切削点は、シークラインａの交差点ｂ１になるはずである。しかしながら、チップ２１の径には、公差が設定されている。このため、市販のチップ２１には、公差以下の寸法精度を望むことができない。したがって、実際には、シークラインＢの交差点ｂ２の方が、シークラインａの交差点ｂ１よりも、よりＺ軸先端方向（下方）に配置されている場合がある（交差点の判別方法については図１５参照）。この場合は、シークラインａの交差点ｂ１ではなく、シークラインＢの交差点ｂ２を、Ｚ軸方向の基準切削点に指定する。
【００５６】
Ｘ軸方向の基準切削点の設定は、シークラインａ、Ｃを用いて行う。シークラインＣの交差点ｃ２の方が、シークラインａの交差点ｃ１よりも、よりＸ軸先端方向（左方）に配置されている場合がある（交差点の判別方法については図１５参照）。この場合は、シークラインａの交差点ｃ１ではなく、シークラインＣの交差点ｃ２を、Ｘ軸方向の基準切削点に指定する。このようにして、テンプレートＡだけではなく、実際のチップ２１の外形線を基に、基準切削点ｂ２、ｃ２を設定する。
【００５７】
（ステップ８）
図４に示すように、ステップ８においては、測定角度（図８に示すθ＝０°位置、θ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置）ごとに、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが、切削点の座標を取得する（Ｓ８）。なお、各測定角度における座標の取得の際は、基準切削点の座標を取得した際の座標系を、測定角度に応じて適宜回転させる。
【００５８】
図１８に、ワーク接触点補正方法のステップ８で実行されるシークライン作成前半の模式図を示す。図１９に、同ステップ８で実行されるシークライン作成後半の模式図を示す。なお、図１８は、図１４に対応している。すなわち、図１８は、パターンマッチング実行後の状態である。
【００５９】
図１８、図１９に示すように、ステップ８においては、まず、基準切削点の座標を取得した際の座標系を３０°回転させ、θ＝６０°位置、θ＝１５０°位置の切削点の座標を取得する。すなわち、図１８、図１９に示す交差点ｄ１（図８に示すθ＝１５０°位置）を有するシークラインａの付近に、当該シークラインａに対して平行に複数のシークラインＤを作成する。同様に、図１８、図１９に示す交差点ｅ１（図８に示すθ＝６０°位置）を有するシークラインａの付近に、当該シークラインａに対して平行に複数のシークラインＥを作成する。そして、ステップ７同様の手順により、図８に示すθ＝１５０°位置のシークラインａ、Ｄの複数の交差点のうち、最も径方向外側に配置されている交差点を、切削点に設定する。同様に、図８に示すθ＝６０°位置のシークラインａ、Ｅの複数の交差点のうち、最も径方向外側に配置されている交差点を、切削点に設定する。
【００６０】
次に、基準切削点の座標を取得した際の座標系を６０°回転させ、θ＝３０°位置、θ＝１２０°位置の切削点の座標を取得する。続いて、基準切削点の座標を取得した際の座標系を９０°回転させ、θ＝０°位置の切削点の座標を取得する。
【００６１】
このようにして、ステップ８においては、既にステップ７で取得済みの測定角度（図８に示すθ＝９０°位置、θ＝１８０°位置）の基準切削点の座標に加えて、残りの測定角度（図８に示すθ＝０°位置、θ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置）の切削点の座標を取得する。
【００６２】
（ステップ９）
図４に示すように、ステップ９においては、全ての測定角度で切削点座標を取得したか否かを、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが確認する（Ｓ９）。全切削点座標を取得済みの場合は、ステップ１０に進む。全切削点座標を未取得の場合は、ステップ８に戻る。
【００６３】
（ステップ１０）
ステップ１０においては、まず、基準切削点ｂ２、ｃ２の座標を基に、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが、図８に示すチップ２１の刃先中心Ｏを算出する（Ｓ１０）。
【００６４】
ステップ１０においては、次に、刃先中心Ｏの座標と切削点の座標とから、各測定角度（図８に示すθ＝０°位置、θ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝９０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置、θ＝１８０°位置）ごとに、図８に示すチップ２１の刃先半径の実測値Ｒ１を算出する。なお、実測値Ｒ１は、本発明の「実測データ」の概念に含まれる。そして、測定角度ごとに、補正値ΔＲ（設定値Ｒ０と実測値Ｒ１との差分）を算出する。算出した測定角度ごとの補正値ΔＲは、図３に示すコンピューター２２０の記憶部２２０ｂに格納される。
【００６５】
（ステップ１１）
図４に示すように、ステップ１１においては、旋盤１によりワークＷに加工を施す（Ｓ１１）。図２０に、本実施形態の旋盤の、ワーク接触点補正方法のステップ１１における前面図を示す。図２０に示すように、チップ２１により、ワークＷの被切削面Ｗ１に、切削加工が施される。
【００６６】
ここで、前出図２３（ａ）、図２３（ｂ）を援用するように、チップ１０１（本実施形態のチップ２１に相当）が移動するのに従って、切削点（つまりチップ２１の使用角度）は、θ＝０°位置から、θ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝９０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置、θ＝１８０°位置の順に変化する。
【００６７】
使用角度がθ＝０°位置の場合は、当該使用角度に対応する補正値ΔＲにより、チップ２１の軌道が補正される。同様に、使用角度がθ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝９０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置、θ＝１８０°位置の場合も、それぞれの使用角度に対応する補正値ΔＲにより、チップ２１の軌道が補正される。このため、常に適切な状態で、チップ２１の切削点は、ワークＷの被切削面Ｗ１に接触する。
【００６８】
［作用効果］
次に、本実施形態の旋盤の作用効果について説明する。本実施形態の旋盤１のワーク接触点補正システム２によると、図８に示すように、チップ２１の画像から得られる実測値Ｒ１を基に、被切削面Ｗ１に対する切削点の位置を補正することができる。補正作業は、図３に示す制御装置２２が自動的に実行する。このため、簡単である。また、補正の精度が作業者のスキルに依存しない。したがって、簡単かつ高精度に、被切削面Ｗ１に対する切削点の位置を補正することができる。
【００６９】
また、図３に示す記憶部２２０ｂには、設定値Ｒ０が格納されている。設定値Ｒ０は、例えば、ＪＩＳ規格などの工業規格を基に設定されている。図４のステップ１０（Ｓ１０）に示すように、演算部２２０ａは、設定値Ｒ０と実測値Ｒ１とを比較して、測定角度θごとに補正値ΔＲを算出する。このため、測定角度（つまり使用角度）θごとに、補正値ΔＲを基に切削点の位置を補正することができる。
【００７０】
また、本実施形態の旋盤１のワーク接触点補正システム２によると、図２０に示すように、スライド部２３の軌道を補正することにより、チップ２１の軌道を補正することができる。すなわち、チップ２１の切削点の位置を補正することができる。また、本実施形態の旋盤１のワーク接触点補正システム２によると、ワークＷの被切削面Ｗ１の加工精度を向上させることができる。
【００７１】
また、本実施形態の旋盤１のワーク接触点補正システム２によると、工具台２０に対するバイト２８の取付誤差を補正することができる。また、バイト２８に対するチップ２１の取付誤差を補正することができる。このため、ワークＷの被切削面Ｗ１の加工精度を向上させることができる。
【００７２】
＜第二実施形態＞
本実施形態の旋盤と、第一実施形態の旋盤との相違点は、Ｚ軸スライドにチップではなく、ワークプローブが配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図２１に、本実施形態の旋盤のワーク接触点補正システムのＺ軸スライド下端付近の拡大図を示す。なお、図２と対応する部位については、同じ符号で示す。
【００７３】
図２１に示すように、Ｚ軸スライド２３１ｂには、ワークプローブ２９が取り付けられている。ワークプローブ２９の左右両端、下端には、円形状の接触部２９０が配置されている。接触部２９０は、被切削面Ｗ１に、あたかも走査するように接触する。接触部２９０は、被切削面Ｗ１の表面状態を検査する。
【００７４】
本実施形態の旋盤と、第一実施形態の旋盤とは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。第一実施形態のチップの切削点と同様に、接触部２９０の接触点も、被切削面Ｗ１の形状に沿って、変化する。このため、接触部２９０に対して、第一実施形態のワーク接触点補正方法を実行することにより、接触部２９０と被切削面Ｗ１とを適切に接触させることができる。したがって、被切削面Ｗ１の検査精度を向上させることができる。
【００７５】
＜第三実施形態＞
本実施形態の旋盤と、第一実施形態の旋盤との相違点は、チップとして、円形状ではなく、菱形のチップが配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図２２（ａ）に、本実施形態の旋盤のチップ付近の拡大図を示す。なお、図２０と対応する部位については、同じ符号で示す。図２２（ｂ）に、図２２（ａ）の円ＸＸＩＩｂ内の拡大図を示す。図２２（ｃ）に、摩耗したチップの先端付近の拡大図を示す。
【００７６】
図２２（ａ）に示すように、バイト２８の先端には、菱形のチップ２１が配置されている。チップ２１は、長軸方向に対向する二つの刃先を備えている。二つの刃先は、円形状を呈している。チップ２１の一方の刃先は、ワークＷの被切削面Ｗ１に接触している。被切削面Ｗ１は、ワークＷの上面、テーパ面、外周面である。図２２（ｂ）に示すように、チップ２１のＸ軸方向先端点ｆ２、Ｚ軸方向先端点ｆ１は既知である。
【００７７】
図２２（ｃ）に示すように、数個のワークＷに切削加工を施した後のチップ２１は、摩耗している。被切削面Ｗ１の角度が一定ではないため（被切削面Ｗ１がワークＷの上面、テーパ面、外周面であるため）、チップ２１の摩耗の程度は、チップ２１の部位により様々である。この場合は、第一実施形態のワーク接触点補正方法を実行することにより、チップ２１の軌道を補正する。
【００７８】
本実施形態の旋盤と、第一実施形態の旋盤とは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。Ｘ軸方向先端点ｆ２、Ｚ軸方向先端点ｆ１が既知であっても、実際に被切削面Ｗ１のテーパ面に接触する切削点ｆ３は不明である。このため、チップ２１に対して（具体的にはチップ２１の刃先の内接円に対して）、第一実施形態のワーク接触点補正方法を実行することにより、実際の切削点ｆ３と、被切削面Ｗ１のテーパ面と、を適切に接触させることができる。
【００７９】
また、切削加工により摩耗したチップ２１に対して、第一実施形態のワーク接触点補正方法を実行することにより、チップ２１の軌道を補正することができる。このため、ワークＷの被切削面Ｗ１の加工精度を向上させることができる。
【００８０】
＜その他＞
以上、本発明の旋盤の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００８１】
上記実施形態においては、撮像装置２４としてＣＣＤセンサカメラを用いたが、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサカメラを用いてもよい。また、照明部２５の種類は特に限定しない。光源としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いてもよい。また、光源からの照明光を、レンズなどを有する光学系により、平行光に変換してもよい。
【００８２】
ワークＷの種類は特に限定しない。軸受の外輪でもよい。図８に示す測定角度（使用角度）θの数、間隔は特に限定しない。測定角度θの数を増やすほど、間隔を狭めるほど、切削点の補正精度、つまりワークＷの加工精度を向上させることができる。
【００８３】
図１６、図１７に示すシークラインの本数、間隔は特に限定しない。シークラインの本数を増やすほど、また隣り合うシークライン間の間隔が狭まるほど、切削点の補正精度を向上させることができる。
【００８４】
チップ２１の種類は特に限定しない。円形状、菱形の他、三角形などの多角形でもよい。これらのチップ２１においても、刃先の内接円に対して、第一実施形態のワーク接触点補正方法を実行することにより、切削点と被切削面とを適切に接触させることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１：旋盤、２：ワーク接触点補正システム、３：チャック装置、４：テーブル、５：ベッド、７：コラム、８：バイト交換台。
２０：工具台、２１：チップ、２２：制御装置、２３：スライド部、２４：撮像装置、２５：照明部、２８：バイト、２９：ワークプローブ、４０：テーブル本体、４１：主軸、４２：主軸モータ、７１：ボールねじ部、７２：Ｘ軸モータ。
２２０：コンピューター、２２０ａ：演算部、２２０ｂ：記憶部、２２１：入出力インターフェイス、２３０：Ｘ軸スライド部、２３０ａ：Ｘ軸下スライド、２３０ｂ：Ｘ軸スライド、２３１：Ｚ軸スライド部、２３１ａ：Ｚ軸下スライド、２３１ｂ：Ｚ軸スライド、２３２：ボールねじ部、２３３：Ｚ軸モータ、２９０：接触部。
Ａ：テンプレート、Ｂ〜Ｅ：シークライン、Ｆ３：切削点、Ｏ：刃先中心、Ｒ０：設定値（設定データ）、Ｒ１：実測値（実測データ）、ΔＲ：補正値、Ｗ：ワーク、Ｗ１：被切削面（被接触面）、ａ：シークライン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに対するチップの切削点などの接触点を補正するワーク接触点補正システムおよび旋盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、カメラにより、ワーク切削用のチップを撮像する旋盤が開示されている。同文献記載の旋盤によると、カメラの画像から、チップの形状を認識することができる。このため、チップの種類を識別することができる。また、チップの破損を知ることができる。また、チップの摩耗量を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２５３９７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ワークの被切削面の形状によっては、ワークに対するチップの切削点の位置が、変化する場合がある。すなわち、複数の切削点が存在する場合がある。図２３（ａ）に、切削加工の模式図を示す。図２３（ｂ）に、チップの模式図を示す。図２３（ａ）に示すワーク１００は、ベアリングの内輪である。ワーク１００の外周面には、凹曲面状の被切削面１００ａが設定されている。一方、チップ１０１は、円形状を呈している。ワーク１００は、水平面内において、自身の軸周りに回転している。図２３（ａ）に矢印で示すように、チップ１０１は、被切削面１００ａをなぞるように、部分円弧状の軌道Ｌ１００で移動する。当該移動により、被切削面１００ａに切削加工が施される。
【０００５】
図２３（ｂ）に示すように、チップ１０１に、最上部を中心角θ＝０°として、反時計回りに大きくなる中心角θを設定する。図２３（ａ）に示すように、チップ１０１が移動するのに従って、切削点は、θ＝０°位置から、θ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝９０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置、θ＝１８０°位置の順に変化する。なお、特許文献１には、このような切削点の変化に関する記載はない。
【０００６】
ここで、チップ１０１の軌道Ｌ１００は、チップ１０１の形状を基に、設定されている。また、チップ１０１の形状は、ＪＩＳ規格などの工業規格により規定されている。また、チップ１０１の内接円Ｌ１０１の直径Ｄ１などの各種寸法については、工業規格により等級が設定されている。また、等級ごとに、寸法に対する公差が設定されている。例えば、ＪＩＳ Ｂ ４１２０（１９９８年）には、等級が並級Ｍのチップ１０１の直径Ｄ１について、±０．１３ｍｍの公差が設定されている。また、等級が研磨級Ｇのチップ１０１の直径Ｄ１について、±０．０２５ｍｍの公差が設定されている。このことは、市販のチップ１０１には、公差以下の寸法精度を望むことができないことを意味する。
【０００７】
このため、予め設定されている軌道Ｌ１００を遵守して、高い寸法精度を要求される被切削面１００ａ（ベアリングの軌道面）に切削加工を施すと、チップ１０１の形状、並びに切削点の位置（θ＝０°〜１８０°）によっては、チップ１０１が被切削面１００ａに接触しない場合がある。あるいは、チップ１０１が被切削面１００ａを深く彫りすぎる場合がある。このため、ワーク１００の加工精度が低下してしまう。
【０００８】
そこで、図２３（ｂ）に示すように、作業者がチップ１０１の複数箇所の直径Ｄ１〜Ｄ４を測定し、得られた直径Ｄ１〜Ｄ４の平均値を実測データとし、当該実測データと設定データとの差分を基に、チップ１０１の軌道Ｌ１００を補正することが考えられる。こうすると、チップ１０１と被切削面１００ａとの接触状態が適切になる。しかしながら、この作業は非常に煩雑である。このため、実用性が低い。また、作業者のスキルにより補正の精度がばらつきやすい。
【０００９】
また、一般的に、チップ１０１は、バイトの基準部に対して、単一のボルトにより、脱着可能に取り付けられている。このため、チップ１０１を交換する際や、チップ１０１摩耗時に取付角度を回転させる際、取付精度を再現することが困難である。
【００１０】
また、図２３（ａ）、図２３（ｂ）に示すように、チップ１０１が移動するのに従って、切削点は、θ＝０°位置から、θ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝９０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置、θ＝１８０°位置の順に変化する。つまり、チップ１０１は、ワーク１００の被切削面の形状に倣って接触する。ここで、各切削点における切削抵抗は、均一になりにくい。このため、各切削点における摩耗状態は均一になりにくい。したがって、数回切削加工を行った後、チップ１０１の各切削点の形状を測定し、その結果に応じてチップ１０１の移動軌跡（加工プログラム等）の補正（見直し）を行うことで、より高精度な切削加工を補償できるものと考えられる。また、この作業を頻繁に行うことで、更に緻密な加工精度の補償という効果が見込めるものと考えられる。
【００１１】
本発明のワーク接触点補正システムおよび旋盤は、上記課題に鑑みて完成されたものである。本発明は、簡単かつ高精度に、ワークの被接触面に対するワーク接触部材の接触点の位置を補正できるワーク接触点補正システムおよび旋盤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）上記課題を解決するため、本発明のワーク接触点補正システムは、ワークの被接触面の形状に沿って、該被接触面に対する接触点が変化するワーク接触部材と、該ワーク接触部材を撮像する撮像装置と、該撮像装置が撮像した画像から該ワーク接触部材の外形線に関する実測データを取得し、該実測データを基に該接触点の位置を補正する演算部を有する制御装置と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明のワーク接触点補正システムによると、ワーク接触部材の画像から得られる実測データを基に、被接触面に対する接触点の位置を補正することができる。補正作業は、制御装置が自動的に実行する。このため、簡単である。また、補正の精度が作業者のスキルに依存しない。したがって、簡単かつ高精度に、被接触面に対する接触点の位置を補正することができる。
【００１４】
（２）好ましくは、上記（１）の構成において、前記制御装置は、前記ワーク接触部材の外形線に関する設定データを格納する記憶部を有し、前記演算部は、該設定データと前記実測データとを比較して補正値を算出し、該補正値を基に前記接触点の位置を補正する構成とする方がよい。
【００１５】
記憶部には、設定データが格納されている。設定データは、例えば、ＪＩＳ規格などの工業規格を基に設定されている。演算部は、設定データと実測データとを比較して補正値を算出する。そして、補正値を基に、接触点の位置を補正する。本構成によると、基準となる設定データと、実測データと、を比較することにより、補正値を設定することができる。このため、補正値の設定が簡単になる。
【００１６】
（３）好ましくは、上記（１）または（２）の構成において、前記被接触面に沿って前記接触点が変化するように、前記ワーク接触部材を駆動するスライド部を備え、前記演算部は、該スライド部の軌道を補正する構成とする方がよい。本構成によると、スライド部の軌道を補正することにより、接触点の位置を補正することができる。
【００１７】
（４）好ましくは、上記（１）ないし（３）のいずれかの構成において、前記ワーク接触部材は、前記ワークに切削加工を施すチップおよび該ワークの前記被接触面の状態を測定するワークプローブのうち、少なくとも一方である構成とする方がよい。ワーク接触部材がチップの場合、接触点は切削点になる。この場合は、ワークの加工精度を向上させることができる。また、ワーク接触部材がワークプローブの場合は、被接触面の検査精度を向上させることができる。
【００１８】
（５）上記課題を解決するため、本発明の旋盤は、上記（４）の構成を備えることを特徴とする。本発明の旋盤によると、ワーク接触部材の画像から得られる実測データを基に、被接触面に対する接触点の位置を補正することができる。補正作業は、制御装置が自動的に実行する。このため、簡単である。また、補正の精度が作業者のスキルに依存しない。したがって、簡単かつ高精度に、被接触面に対する接触点の位置を補正することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によると、簡単かつ高精度に、ワークの被接触面に対するワーク接触部材の接触点の位置を補正できるワーク接触点補正システムおよび旋盤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第一実施形態の旋盤の斜視図である。
【図２】同旋盤の前面図である。
【図３】同旋盤のブロック図である。
【図４】ワーク接触点補正方法のフローチャートである。
【図５】同旋盤の、ワーク接触点補正方法のステップ１における前面図である。
【図６】同旋盤の、ワーク接触点補正方法のステップ３における前面図である。
【図７】図６の円ＶＩＩ内の拡大図である。
【図８】ワーク接触点補正方法のステップ４により撮像されたチップの画像である。
【図９】ワーク接触点補正方法のステップ６におけるＸ軸方向スキャンの模式図である。
【図１０】同ステップ６で実行されるＺ軸方向スキャンの模式図である。
【図１１】同ステップ６で実行されるテンプレート作成の模式図である。
【図１２】同ステップ６で作成されたテンプレートの模式図である。
【図１３】ワーク接触点補正方法のステップ７で実行されるパターンマッチング前半の模式図である。
【図１４】同ステップ７で実行されるパターンマッチング後半の模式図である。
【図１５】テンプレートのシークライン上の位置と輝度との関係を示す模式図である。
【図１６】同ステップ７で実行されるシークライン作成の模式図である。
【図１７】図１６の枠ＸＶＩＩ内の拡大図である。
【図１８】ワーク接触点補正方法のステップ８で実行されるシークライン作成前半の模式図である。
【図１９】同ステップ８で実行されるシークライン作成後半の模式図である。
【図２０】同旋盤の、ワーク接触点補正方法のステップ１１における前面図である。
【図２１】第二実施形態の旋盤のワーク接触点補正システムのＺ軸スライド下端付近の拡大図である。
【図２２】（ａ）は、第三実施形態の旋盤のチップ付近の拡大図である。（ｂ）は、図２２（ａ）の円ＸＸＩＩｂ内の拡大図である。（ｃ）は、摩耗したチップの先端付近の拡大図である。
【図２３】（ａ）は、切削加工の模式図である。（ｂ）は、チップの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の旋盤の実施の形態について説明する。なお、以下の説明は、本発明のワーク接触点補正システムの実施の形態に関する説明を兼ねるものである。
【００２２】
＜第一実施形態＞
まず、本実施形態の旋盤の構成について説明する。図１に、本実施形態の旋盤の斜視図を示す。図２に、同旋盤の前面図を示す。図３に、同旋盤のブロック図を示す。図１〜図３に示すように、本実施形態の旋盤１は、主軸４１が上下方向に延在するいわゆる立型旋盤である。本実施形態の旋盤１は、ワーク接触点補正システム２と、チャック装置３と、テーブル４と、ベッド５と、コラム７と、バイト交換台８と、を備えている。
【００２３】
［チャック装置３、テーブル４、ベッド５、コラム７、バイト交換台８］
テーブル４は、テーブル本体４０と、主軸４１と、を備えている。主軸４１は、ベッド５に収容されている。主軸４１の上端は、ベッド５の前部上面から突出している。テーブル本体４０は、主軸４１の上端に固定されている。
【００２４】
チャック装置３は、テーブル本体４０の上面に固定されている。チャック装置３は、ワークＷを固定、解除可能である。ワークＷ、チャック装置３、テーブル４は、主軸モータ４２から主軸４１に伝達される駆動力により、水平面内における軸周りに回転可能である。
【００２５】
ワークＷは、軸受の内輪であり、円筒状を呈している。ワークＷの外周面には、旋盤１によって切削加工される、凹曲面状の被切削面Ｗ１が配置されている。被切削面Ｗ１は、本発明の「被接触面」の概念に含まれる。被切削面Ｗ１は、ベアリングボールが転動する、軌道面である。
【００２６】
コラム７は、ベッド５の後部の前上部に配置されている。コラム７は、ボールねじ部７１と、Ｘ軸モータ７２と、を備えている。ボールねじ部７１は、左右方向に延在している。Ｘ軸モータ７２の駆動軸は、ボールねじ部７１のシャフト部に連結されている。バイト交換台８は、ベッド５の右面に取り付けられている。バイト交換台８は、複数のバイト２８を保持することができる。
【００２７】
［ワーク接触点補正システム２］
ワーク接触点補正システム２は、工具台２０と、チップ２１と、バイト２８と、制御装置２２と、スライド部２３と、撮像装置２４と、照明部２５と、を備えている。
【００２８】
（スライド部２３）
スライド部２３は、Ｘ軸スライド部２３０と、Ｚ軸スライド部２３１と、ボールねじ部２３２と、Ｚ軸モータ２３３と、を備えている。
【００２９】
Ｘ軸スライド部２３０は、Ｘ軸下スライド２３０ａと、Ｘ軸スライド２３０ｂと、を備えている。Ｘ軸下スライド２３０ａは、コラム７の前方に固定されている。Ｘ軸下スライド２３０ａは、左右方向（Ｘ軸方向に対応）に延在している。Ｘ軸スライド２３０ｂは、Ｘ軸下スライド２３０ａに係合している。Ｘ軸スライド２３０ｂは、Ｘ軸下スライド２３０ａに対して、左右方向に移動可能である。Ｘ軸スライド２３０ｂには、ボールねじ部７１のナット部が取り付けられている。Ｘ軸モータ７２の駆動力は、ボールねじ部７１のシャフト部およびナット部を介して、Ｘ軸スライド２３０ｂに伝達される。すなわち、Ｘ軸スライド２３０ｂは、Ｘ軸モータ７２の駆動力により、左右方向に移動可能である。
【００３０】
Ｚ軸スライド部２３１は、Ｚ軸下スライド２３１ａと、Ｚ軸スライド２３１ｂと、を備えている。Ｚ軸下スライド２３１ａは、上下方向（Ｚ軸方向に対応）に延在している。Ｚ軸下スライド２３１ａは、Ｘ軸スライド２３０ｂの前方に配置されている。Ｚ軸スライド２３１ｂは、Ｚ軸下スライド２３１ａに係合している。Ｚ軸スライド２３１ｂは、Ｚ軸下スライド２３１ａに対して、上下方向に移動可能である。
【００３１】
ボールねじ部２３２は、上下方向に延在している。Ｚ軸モータ２３３は、Ｚ軸下スライド２３１ａの上端に配置されている。Ｚ軸モータ２３３の駆動軸は、ボールねじ部２３２のシャフト部に連結されている。一方、ボールねじ部２３２のナット部は、Ｚ軸スライド２３１ｂに取り付けられている。Ｚ軸モータ２３３の駆動力は、ボールねじ部２３２のシャフト部およびナット部を介して、Ｚ軸スライド２３１ｂに伝達される。すなわち、Ｚ軸スライド２３１ｂは、Ｚ軸モータ２３３の駆動力により、上下方向に移動可能である。
【００３２】
（工具台２０、チップ２１、バイト２８）
工具台２０は、Ｚ軸スライド２３１ｂの下端に配置されている。バイト２８は、工具台２０に、交換可能に取り付けられている。チップ２１は、円形状を呈している。チップ２１は、バイト２８の先端に取り付けられている。チップ２１により、ワークＷに切削加工が施される。工具台２０、チップ２１、バイト２８は、Ｘ軸スライド部２３０およびＺ軸スライド部２３１により、上下左右方向に駆動される。
【００３３】
（撮像装置２４、照明部２５）
撮像装置２４は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサカメラである。撮像装置２４は、ベッド５の左面に取り付けられている。撮像装置２４は、チップ２１を撮像可能である。
【００３４】
図３に示すように、照明部２５は、撮像装置２４に前後方向に対向して配置されている。チップ２１を撮像する場合は、チップ２１の正面側に撮像装置２４が、背面側に照明部２５が、各々配置される。
【００３５】
（制御装置２２）
図３に示すように、制御装置２２は、コンピューター２２０と、入出力インターフェイス２２１と、モータ駆動回路と、照明部駆動回路と、を備えている。コンピューター２２０は、演算部２２０ａと、記憶部２２０ｂと、を備えている。モータ駆動回路は、Ｘ軸モータ７２、Ｚ軸モータ２３３、主軸モータ４２に、電気的に接続されている。照明部駆動回路は、照明部２５に電気的に接続されている。入出力インターフェイス２２１には、撮像装置２４から、画像データが伝送される。
【００３６】
［ワーク接触点補正方法］
次に、本実施形態の旋盤により行われるワーク接触点補正方法について説明する。ワークＷの被切削面Ｗ１は、径方向内側に凹む凹曲面状を呈している。このため、前出の図２３（ａ）、図２３（ｂ）に示すように、被切削面１００ａ（本実施形態の被切削面Ｗ１に相当）の形状に沿って、チップ１０１（本実施形態のチップ２１に相当）の切削点（本発明の「接触点」の概念に含まれる。）が変化する。
【００３７】
そこで、本実施形態においては、チップ２１の交換後であってワークＷの加工前に、ワーク接触点補正方法を実行する。具体的には、ワークＷ加工時の使用角度（例えば、図２３（ｂ）に示すθ＝０°位置、θ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝９０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置、θ＝１８０°位置）ごとに、補正値を算出する。そして、ワークＷ加工時に、チップ２１の切削点を、適切に被切削面Ｗ１に接触させる。
【００３８】
図４に、ワーク接触点補正方法のフローチャートを示す。ワーク接触点補正方法は、チップ２１の画像を取得する画像取得ステップ（Ｓ１〜Ｓ４）と、チップ２１の補正値算出用のテンプレートを作成するテンプレート作成ステップ（Ｓ５、Ｓ６）と、使用角度に対応した切削点の座標を取得する切削点座標取得ステップ（Ｓ７〜Ｓ９）と、使用角度に対応した補正値を算出する補正値算出ステップ（Ｓ１０）と、を有している。なお、テンプレート作成ステップは、既に同種のチップ２１に対するテンプレートが作成済みの場合は、実行しなくてもよい。
【００３９】
（ステップ１）
ステップ１においては、ワーク接触点補正方法を開始する（Ｓ１）。図５に、本実施形態の旋盤の、ワーク接触点補正方法のステップ１における前面図を示す。図５に示すように、本ステップにおいては、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが、Ｘ軸スライド部２３０、Ｚ軸スライド部２３１を駆動し、工具台２０にバイト２８を装着する。
【００４０】
（ステップ２）
図４に示すように、ステップ２においては、初期設定を行う（Ｓ２）。すなわち、装着したバイト２８のチップ２１の刃先半径の設定値Ｒ０を、図３に示すコンピューター２２０に入力する。また、当該チップ２１の測定角度（ワークＷ加工時におけるチップ２１の使用角度）を、図３に示すコンピューター２２０に入力する。設定値Ｒ０、測定角度は、コンピューター２２０の記憶部２２０ｂに格納される。なお、設定値Ｒ０は、本発明の「設定データ」の概念に含まれる。
【００４１】
（ステップ３）
図４に示すように、ステップ３においては、チップ２１を移動させる（Ｓ３）。図６に、本実施形態の旋盤の、ワーク接触点補正方法のステップ３における前面図を示す。図７に、図６の円ＶＩＩ内の拡大図を示す。
【００４２】
図６、図７に示すように、本ステップにおいては、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが、Ｘ軸スライド部２３０、Ｚ軸スライド部２３１を駆動し、工具台２０を移動させる。そして、撮像装置２４の撮像エリアに、チップ２１を配置する。
【００４３】
（ステップ４）
図４に示すように、ステップ４においては、まず、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが、照明部２５を駆動する。そして、チップ２１に、背面側から照明光を照射する。次に、演算部２２０ａが、撮像装置２４を用いて、チップ２１を撮像する。図８に、ワーク接触点補正方法のステップ４により撮像されたチップの画像を示す。図８に示すチップ２１の画像は、図３に示すコンピューター２２０の記憶部２２０ｂに取り込まれる（Ｓ４）。
【００４４】
（ステップ５）
図４に示すように、ステップ５においては、画像からチップ２１の補正値を算出するためのテンプレートＡの作成の有無を、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが確認する（Ｓ５）。テンプレートＡ作成済みの場合は、ステップ６をスキップして、ステップ７に進む。テンプレートＡ未作成の場合は、ステップ６に進む。
【００４５】
（ステップ６）
ステップ６においては、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが、画像からテンプレートＡを作成する（Ｓ６）。図９に、ワーク接触点補正方法のステップ６におけるＸ軸方向スキャンの模式図を示す。図１０に、同ステップ６で実行されるＺ軸方向スキャンの模式図を示す。図１１に、同ステップ６で実行されるテンプレート作成の模式図を示す。図１２に、同ステップ６で作成されたテンプレートの模式図を示す。
【００４６】
本ステップにおいては、まず、図９に示すように、画像のチップ２１に対して、Ｘ軸方向からスキャンを行う。そして、チップ２１の外形線の位置を認識する。同様に、図１０に示すように、画像のチップ２１に対して、Ｚ軸方向からスキャンを行う。そして、チップ２１の外形線の位置を認識する。
【００４７】
次に、図１１に示すように、スキャンにより認識されたチップ２１の外形線の位置を基に、外形線に対して、所定角度（図８に示すθ＝０°位置、θ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝９０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置、θ＝１８０°位置、θ＝２１０°位置、θ＝３３０°位置）ごとに、直線状のシークラインａを引く。この際、シークラインａの延在方向を、外形線の接線方向に直交させる。また、シークラインａの中央に、外形線との交差点を設定する。このようにして、図１２に示すように、放射状に配置された合計９本のシークラインａの集合体である、テンプレートＡを作成する。テンプレートＡは、図３に示すコンピューター２２０の記憶部２２０ｂに格納される。なお、一旦作成されたテンプレートＡは、装着されているチップ２１と同種のチップに対して共用化される。
【００４８】
（ステップ７）
図４に示すように、ステップ７においては、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが、基準切削点（具体的には、チップ２１のＺ軸方向先端点、Ｘ軸方向先端点）の座標を取得する（Ｓ７）。
【００４９】
本ステップにおいては、まず、パターンマッチングを実行する。図１３に、ワーク接触点補正方法のステップ７で実行されるパターンマッチング前半の模式図を示す。図１４に、同ステップ７で実行されるパターンマッチング後半の模式図を示す。図１５に、テンプレートのシークライン上の位置と輝度との関係を模式図で示す。
【００５０】
図１３、図１４に示すように、パターンマッチングにおいては、記憶部２２０ｂのテンプレートＡと、画像のチップ２１の外形線と、の位置合わせを行う。具体的には、全てのシークラインａとチップ２１の外形線とが交差するように、チップ２１に対してテンプレートＡを走査させる。また、できるだけ交差点がシークラインａの中央に近づくように、テンプレートＡを走査させる。
【００５１】
交差点の位置の判別は、画像の輝度の変化を基に行われる。すなわち、図１５に示すように、画像中、チップ２１が配置されていない部分は、背面側からの照明光により明るい。このため輝度が高い（白い）。これに対して、画像中、チップ２１が配置されている部分は暗い。このため輝度が低い（黒い）。したがって、シークラインａとチップ２１の外形線との交差点付近においては、輝度が著しく変化する。当該輝度の変化を基に、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａは、交差点の位置を判別する。
【００５２】
このように、パターンマッチングにおいては、全てのシークラインａとチップ２１の外形線とが交差するように、できるだけ交差点がシークラインａの中央に近づくように、テンプレートＡとチップ２１との位置合わせを行う。
【００５３】
次に、図１４に示す交差点ｃ１（図８に示すθ＝９０°位置）を有するシークラインａの付近に、Ｚ軸に対して垂直（＝当該シークラインａに対して平行）に複数のシークラインを作成する。並びに、図１４に示す交差点ｂ１（図８に示すθ＝１８０°位置）を有するシークラインａの付近に、Ｘ軸に対して垂直（＝当該シークラインａに対して平行）に複数のシークラインを作成する。
【００５４】
図１６に、同ステップ７で実行されるシークライン作成の模式図を示す。図１７に、図１６の枠ＸＶＩＩ内の拡大図を示す。図１６、図１７に示すように、シークラインＢは、交差点ｂ１を有するシークラインａ（テンプレートＡのシークラインａ）に対して平行に、作成される。シークラインＢは、当該シークラインａの左右方向両側に、各々５本ずつ作成される。同様に、シークラインＣは、交差点ｃ１を有するシークラインａ（テンプレートＡのシークラインａ）に対して平行に、作成される。シークラインＣは、当該シークラインａの上下方向両側に、各々５本ずつ作成される。
【００５５】
続いて、シークラインａ、Ｂ、Ｃを基に、基準切削点を設定する。Ｚ軸方向の基準切削点の設定は、シークラインａ、Ｂを用いて行う。図１７に示すように、仮に、画像のチップ２１の形状が、設定データどおり（設定値Ｒ０の半径を有する真円状）であれば、本来、Ｚ軸方向の基準切削点は、シークラインａの交差点ｂ１になるはずである。しかしながら、チップ２１の径には、公差が設定されている。このため、市販のチップ２１には、公差以下の寸法精度を望むことができない。したがって、実際には、シークラインＢの交差点ｂ２の方が、シークラインａの交差点ｂ１よりも、よりＺ軸先端方向（下方）に配置されている場合がある（交差点の判別方法については図１５参照）。この場合は、シークラインａの交差点ｂ１ではなく、シークラインＢの交差点ｂ２を、Ｚ軸方向の基準切削点に指定する。
【００５６】
Ｘ軸方向の基準切削点の設定は、シークラインａ、Ｃを用いて行う。シークラインＣの交差点ｃ２の方が、シークラインａの交差点ｃ１よりも、よりＸ軸先端方向（左方）に配置されている場合がある（交差点の判別方法については図１５参照）。この場合は、シークラインａの交差点ｃ１ではなく、シークラインＣの交差点ｃ２を、Ｘ軸方向の基準切削点に指定する。このようにして、テンプレートＡだけではなく、実際のチップ２１の外形線を基に、基準切削点ｂ２、ｃ２を設定する。
【００５７】
（ステップ８）
図４に示すように、ステップ８においては、測定角度（図８に示すθ＝０°位置、θ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置）ごとに、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが、切削点の座標を取得する（Ｓ８）。なお、各測定角度における座標の取得の際は、基準切削点の座標を取得した際の座標系を、測定角度に応じて適宜回転させる。
【００５８】
図１８に、ワーク接触点補正方法のステップ８で実行されるシークライン作成前半の模式図を示す。図１９に、同ステップ８で実行されるシークライン作成後半の模式図を示す。なお、図１８は、図１４に対応している。すなわち、図１８は、パターンマッチング実行後の状態である。
【００５９】
図１８、図１９に示すように、ステップ８においては、まず、基準切削点の座標を取得した際の座標系を３０°回転させ、θ＝６０°位置、θ＝１５０°位置の切削点の座標を取得する。すなわち、図１８、図１９に示す交差点ｄ１（図８に示すθ＝１５０°位置）を有するシークラインａの付近に、当該シークラインａに対して平行に複数のシークラインＤを作成する。同様に、図１８、図１９に示す交差点ｅ１（図８に示すθ＝６０°位置）を有するシークラインａの付近に、当該シークラインａに対して平行に複数のシークラインＥを作成する。そして、ステップ７同様の手順により、図８に示すθ＝１５０°位置のシークラインａ、Ｄの複数の交差点のうち、最も径方向外側に配置されている交差点を、切削点に設定する。同様に、図８に示すθ＝６０°位置のシークラインａ、Ｅの複数の交差点のうち、最も径方向外側に配置されている交差点を、切削点に設定する。
【００６０】
次に、基準切削点の座標を取得した際の座標系を６０°回転させ、θ＝３０°位置、θ＝１２０°位置の切削点の座標を取得する。続いて、基準切削点の座標を取得した際の座標系を９０°回転させ、θ＝０°位置の切削点の座標を取得する。
【００６１】
このようにして、ステップ８においては、既にステップ７で取得済みの測定角度（図８に示すθ＝９０°位置、θ＝１８０°位置）の基準切削点の座標に加えて、残りの測定角度（図８に示すθ＝０°位置、θ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置）の切削点の座標を取得する。
【００６２】
（ステップ９）
図４に示すように、ステップ９においては、全ての測定角度で切削点座標を取得したか否かを、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが確認する（Ｓ９）。全切削点座標を取得済みの場合は、ステップ１０に進む。全切削点座標を未取得の場合は、ステップ８に戻る。
【００６３】
（ステップ１０）
ステップ１０においては、まず、基準切削点ｂ２、ｃ２の座標を基に、図３に示すコンピューター２２０の演算部２２０ａが、図８に示すチップ２１の刃先中心Ｏを算出する（Ｓ１０）。
【００６４】
ステップ１０においては、次に、刃先中心Ｏの座標と切削点の座標とから、各測定角度（図８に示すθ＝０°位置、θ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝９０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置、θ＝１８０°位置）ごとに、図８に示すチップ２１の刃先半径の実測値Ｒ１を算出する。なお、実測値Ｒ１は、本発明の「実測データ」の概念に含まれる。そして、測定角度ごとに、補正値ΔＲ（設定値Ｒ０と実測値Ｒ１との差分）を算出する。算出した測定角度ごとの補正値ΔＲは、図３に示すコンピューター２２０の記憶部２２０ｂに格納される。
【００６５】
（ステップ１１）
図４に示すように、ステップ１１においては、旋盤１によりワークＷに加工を施す（Ｓ１１）。図２０に、本実施形態の旋盤の、ワーク接触点補正方法のステップ１１における前面図を示す。図２０に示すように、チップ２１により、ワークＷの被切削面Ｗ１に、切削加工が施される。
【００６６】
ここで、前出図２３（ａ）、図２３（ｂ）を援用するように、チップ１０１（本実施形態のチップ２１に相当）が移動するのに従って、切削点（つまりチップ２１の使用角度）は、θ＝０°位置から、θ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝９０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置、θ＝１８０°位置の順に変化する。
【００６７】
使用角度がθ＝０°位置の場合は、当該使用角度に対応する補正値ΔＲにより、チップ２１の軌道が補正される。同様に、使用角度がθ＝３０°位置、θ＝６０°位置、θ＝９０°位置、θ＝１２０°位置、θ＝１５０°位置、θ＝１８０°位置の場合も、それぞれの使用角度に対応する補正値ΔＲにより、チップ２１の軌道が補正される。このため、常に適切な状態で、チップ２１の切削点は、ワークＷの被切削面Ｗ１に接触する。
【００６８】
［作用効果］
次に、本実施形態の旋盤の作用効果について説明する。本実施形態の旋盤１のワーク接触点補正システム２によると、図８に示すように、チップ２１の画像から得られる実測値Ｒ１を基に、被切削面Ｗ１に対する切削点の位置を補正することができる。補正作業は、図３に示す制御装置２２が自動的に実行する。このため、簡単である。また、補正の精度が作業者のスキルに依存しない。したがって、簡単かつ高精度に、被切削面Ｗ１に対する切削点の位置を補正することができる。
【００６９】
また、図３に示す記憶部２２０ｂには、設定値Ｒ０が格納されている。設定値Ｒ０は、例えば、ＪＩＳ規格などの工業規格を基に設定されている。図４のステップ１０（Ｓ１０）に示すように、演算部２２０ａは、設定値Ｒ０と実測値Ｒ１とを比較して、測定角度θごとに補正値ΔＲを算出する。このため、測定角度（つまり使用角度）θごとに、補正値ΔＲを基に切削点の位置を補正することができる。
【００７０】
また、本実施形態の旋盤１のワーク接触点補正システム２によると、図２０に示すように、スライド部２３の軌道を補正することにより、チップ２１の軌道を補正することができる。すなわち、チップ２１の切削点の位置を補正することができる。また、本実施形態の旋盤１のワーク接触点補正システム２によると、ワークＷの被切削面Ｗ１の加工精度を向上させることができる。
【００７１】
また、本実施形態の旋盤１のワーク接触点補正システム２によると、工具台２０に対するバイト２８の取付誤差を補正することができる。また、バイト２８に対するチップ２１の取付誤差を補正することができる。このため、ワークＷの被切削面Ｗ１の加工精度を向上させることができる。
【００７２】
＜第二実施形態＞
本実施形態の旋盤と、第一実施形態の旋盤との相違点は、Ｚ軸スライドにチップではなく、ワークプローブが配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図２１に、本実施形態の旋盤のワーク接触点補正システムのＺ軸スライド下端付近の拡大図を示す。なお、図２と対応する部位については、同じ符号で示す。
【００７３】
図２１に示すように、Ｚ軸スライド２３１ｂには、ワークプローブ２９が取り付けられている。ワークプローブ２９の左右両端、下端には、円形状の接触部２９０が配置されている。接触部２９０は、被切削面Ｗ１に、あたかも走査するように接触する。接触部２９０は、被切削面Ｗ１の表面状態を検査する。
【００７４】
本実施形態の旋盤と、第一実施形態の旋盤とは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。第一実施形態のチップの切削点と同様に、接触部２９０の接触点も、被切削面Ｗ１の形状に沿って、変化する。このため、接触部２９０に対して、第一実施形態のワーク接触点補正方法を実行することにより、接触部２９０と被切削面Ｗ１とを適切に接触させることができる。したがって、被切削面Ｗ１の検査精度を向上させることができる。
【００７５】
＜第三実施形態＞
本実施形態の旋盤と、第一実施形態の旋盤との相違点は、チップとして、円形状ではなく、菱形のチップが配置されている点である。ここでは、相違点についてのみ説明する。図２２（ａ）に、本実施形態の旋盤のチップ付近の拡大図を示す。なお、図２０と対応する部位については、同じ符号で示す。図２２（ｂ）に、図２２（ａ）の円ＸＸＩＩｂ内の拡大図を示す。図２２（ｃ）に、摩耗したチップの先端付近の拡大図を示す。
【００７６】
図２２（ａ）に示すように、バイト２８の先端には、菱形のチップ２１が配置されている。チップ２１は、長軸方向に対向する二つの刃先を備えている。二つの刃先は、円形状を呈している。チップ２１の一方の刃先は、ワークＷの被切削面Ｗ１に接触している。被切削面Ｗ１は、ワークＷの上面、テーパ面、外周面である。図２２（ｂ）に示すように、チップ２１のＸ軸方向先端点ｆ２、Ｚ軸方向先端点ｆ１は既知である。
【００７７】
図２２（ｃ）に示すように、数個のワークＷに切削加工を施した後のチップ２１は、摩耗している。被切削面Ｗ１の角度が一定ではないため（被切削面Ｗ１がワークＷの上面、テーパ面、外周面であるため）、チップ２１の摩耗の程度は、チップ２１の部位により様々である。この場合は、第一実施形態のワーク接触点補正方法を実行することにより、チップ２１の軌道を補正する。
【００７８】
本実施形態の旋盤と、第一実施形態の旋盤とは、構成が共通する部分に関しては、同様の作用効果を有する。Ｘ軸方向先端点ｆ２、Ｚ軸方向先端点ｆ１が既知であっても、実際に被切削面Ｗ１のテーパ面に接触する切削点ｆ３は不明である。このため、チップ２１に対して（具体的にはチップ２１の刃先の内接円に対して）、第一実施形態のワーク接触点補正方法を実行することにより、実際の切削点ｆ３と、被切削面Ｗ１のテーパ面と、を適切に接触させることができる。
【００７９】
また、切削加工により摩耗したチップ２１に対して、第一実施形態のワーク接触点補正方法を実行することにより、チップ２１の軌道を補正することができる。このため、ワークＷの被切削面Ｗ１の加工精度を向上させることができる。
【００８０】
＜その他＞
以上、本発明の旋盤の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【００８１】
上記実施形態においては、撮像装置２４としてＣＣＤセンサカメラを用いたが、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサカメラを用いてもよい。また、照明部２５の種類は特に限定しない。光源としてＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ−Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を用いてもよい。また、光源からの照明光を、レンズなどを有する光学系により、平行光に変換してもよい。
【００８２】
ワークＷの種類は特に限定しない。軸受の外輪でもよい。図８に示す測定角度（使用角度）θの数、間隔は特に限定しない。測定角度θの数を増やすほど、間隔を狭めるほど、切削点の補正精度、つまりワークＷの加工精度を向上させることができる。
【００８３】
図１６、図１７に示すシークラインの本数、間隔は特に限定しない。シークラインの本数を増やすほど、また隣り合うシークライン間の間隔が狭まるほど、切削点の補正精度を向上させることができる。
【００８４】
チップ２１の種類は特に限定しない。円形状、菱形の他、三角形などの多角形でもよい。これらのチップ２１においても、刃先の内接円に対して、第一実施形態のワーク接触点補正方法を実行することにより、切削点と被切削面とを適切に接触させることができる。
【符号の説明】
【００８５】
１：旋盤、２：ワーク接触点補正システム、３：チャック装置、４：テーブル、５：ベッド、７：コラム、８：バイト交換台。
２０：工具台、２１：チップ、２２：制御装置、２３：スライド部、２４：撮像装置、２５：照明部、２８：バイト、２９：ワークプローブ、４０：テーブル本体、４１：主軸、４２：主軸モータ、７１：ボールねじ部、７２：Ｘ軸モータ。
２２０：コンピューター、２２０ａ：演算部、２２０ｂ：記憶部、２２１：入出力インターフェイス、２３０：Ｘ軸スライド部、２３０ａ：Ｘ軸下スライド、２３０ｂ：Ｘ軸スライド、２３１：Ｚ軸スライド部、２３１ａ：Ｚ軸下スライド、２３１ｂ：Ｚ軸スライド、２３２：ボールねじ部、２３３：Ｚ軸モータ、２９０：接触部。
Ａ：テンプレート、Ｂ〜Ｅ：シークライン、Ｆ３：切削点、Ｏ：刃先中心、Ｒ０：設定値（設定データ）、Ｒ１：実測値（実測データ）、ΔＲ：補正値、Ｗ：ワーク、Ｗ１：被切削面（被接触面）、ａ：シークライン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの被接触面の形状に沿って、該被接触面に対する接触点が変化するワーク接触部材と、
該ワーク接触部材を撮像する撮像装置と、
該撮像装置が撮像した画像から該ワーク接触部材の外形線に関する実測データを取得し、該実測データを基に該接触点の位置を補正する演算部を有する制御装置と、
を備えるワーク接触点補正システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記ワーク接触部材の外形線に関する設定データを格納する記憶部を有し、
前記演算部は、該設定データと前記実測データとを比較して補正値を算出し、該補正値を基に前記接触点の位置を補正する請求項１に記載のワーク接触点補正システム。
【請求項３】
前記被接触面に沿って前記接触点が変化するように、前記ワーク接触部材を駆動するスライド部を備え、
前記演算部は、該スライド部の軌道を補正する請求項１または請求項２に記載のワーク接触点補正システム。
【請求項４】
前記ワーク接触部材は、前記ワークに切削加工を施すチップおよび該ワークの前記被接触面の状態を測定するワークプローブのうち、少なくとも一方である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のワーク接触点補正システム。
【請求項５】
請求項４のワーク接触点補正システムを備える旋盤。
【請求項１】
ワークの被接触面の形状に沿って、該被接触面に対する接触点が変化するワーク接触部材と、
該ワーク接触部材を撮像する撮像装置と、
該撮像装置が撮像した画像から該ワーク接触部材の外形線に関する実測データを取得し、該実測データを基に該接触点の位置を補正する演算部を有する制御装置と、
を備えるワーク接触点補正システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記ワーク接触部材の外形線に関する設定データを格納する記憶部を有し、
前記演算部は、該設定データと前記実測データとを比較して補正値を算出し、該補正値を基に前記接触点の位置を補正する請求項１に記載のワーク接触点補正システム。
【請求項３】
前記被接触面に沿って前記接触点が変化するように、前記ワーク接触部材を駆動するスライド部を備え、
前記演算部は、該スライド部の軌道を補正する請求項１または請求項２に記載のワーク接触点補正システム。
【請求項４】
前記ワーク接触部材は、前記ワークに切削加工を施すチップおよび該ワークの前記被接触面の状態を測定するワークプローブのうち、少なくとも一方である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のワーク接触点補正システム。
【請求項５】
請求項４のワーク接触点補正システムを備える旋盤。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２０１３−３５０９９（Ｐ２０１３−３５０９９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７２８３２（Ｐ２０１１−１７２８３２）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００２３７２７１）富士機械製造株式会社 (775)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（０００２３７２７１）富士機械製造株式会社 (775)
【Ｆターム（参考）】
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